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Auf dem "Trail" zu neuen Krebsmedikamenten

Ein europäisches Projekt versucht, die Aktivierung von bestimmten Signalwegen für den Zelltod in Tumorzellen zu nutzen. Das therapeutische Potenzial dieses Ansatzes ist enorm, da gesunde Zellen intakt gehalten werden.
Auf dem "Trail" zu neuen Krebsmedikamenten
Konventionelle Krebstherapien haben die Bindung des Proteins – Tumornekrosefaktor-verwandter Apoptose-induzierender Ligand (TRAIL) – mit bestimmten Todesrezeptoren genutzt. Diese pharmazeutischen Strategien haben bislang jedoch keine signifikanten Überlebensvorteile gezeigt.

Das EU-finanzierte Projekt 'An integrated peptide and foldamer chemistry approach towards pro-apoptotic trail mimetics' (FOLDAPOP) hat die Verwendung von peptidomimetischen Foldameren untersucht und entwickelt, um den Zelltod bei Krebszellen selektiv zu aktivieren. Diese neuartigen, peptidbasierten Wirkstoffe sollten selektiv an die Todesrezeptoren (DR4 und DR5) binden, um den TRAIL-Signalweg zu aktivieren. Abgesehen davon, dass sie weniger immunogen sind, haben sie den zusätzlichen Vorteil einer einfachen Produktion und Speicherung.

Die Wissenschaftler haben mehrere Analoge von TRAILmim (M1c) synthetisiert, um die strukturellen Anforderungen von DR5-bindenden Peptiden zu untersuchen, wobei sie Techniken wie Makrozyklisierung und Festphasen-Peptidsynthese (solid-phase peptide synthesis, SPPS) eingesetzt haben. Die Ergebnisse haben die Bedeutung und Empfindlichkeit der Disulfidbrücken in M1c für die DR5-Bindung und gewünschte Bioaktivität aufgedeckt. Anschließend wurde ein weiterer Analog von M1C präpariert, der vielversprechende DR5-bindenden Eigenschaften aufwies, als er unter Verwendung der Oberflächenplasmonenresonanz-Methode (surface plasmon resonance, SPR) getestet wurde.

Die Forscher haben eine innovative Festphasensynthese-Methodologie (solid-phase synthesis, SPS) entwickelt, um DR5-bindende Peptide, einschließlich M1c, selektiv an kurzkettige, multivalente, spiralförmige Foldamere zu binden. Die Ergebnisse haben eine gute Reinheit und Ausbeute mit zunehmender Multivalenz gezeigt, was möglicherweise zu einer besseren Bioaktivität und Spezifität für DRs beiträgt.

Die Mitglieder des Projekts FOLDAPOP haben helixbildende Urea/Gamma-Amid-Oligomer-Hybride ausgewählt, um On-Bead-Foldamer-Bibliotheken zu erstellen, und haben erfolgreich 16 neue Monomere synthetisiert. Anschließend wurden mehrere Modellhybride synthetisiert, wobei die Methodenvalidierung mit Azido-Succinimidyl-Carbamaten und Fmoc-Gamma-AA durchgeführt wurde. Aus mehreren soliden Trägermaterialien wurde das TentaGel (Polyoxyethylen-okuliertes Polystyrol) für die Konstruktion der OBOC-Bibliothek (one-bead one-compound, dtsch.: ein Kügelchen - eine Substanz) gewählt.

Um Verbindungen mit variierender Tryptophan-Restposition für die Bindung an den fluoreszensmarkierten DR5-Rezeptor zu screenen, wurde COPAS (Complex Object Parametric Analyser and sorter) verwendet. Die Methode der Tandem-Massenspektrometrie mit matrixunterstützter Laser-Desorption/Ionisation war extrem empfindlich und hat ausführliche Informationen zu einzelnen Beads zur Verfügung gestellt, die nur 40 Picomol der Verbindung enthielten. Neun Verbindungen kamen in die engere Auswahl und wurden anschließend in Dimere konvertiert, um die Bioaktivität gegen Krebszellen zu erhöhen. Dies führte zu vorläufigen, jedoch vielversprechenden Ergebnissen. Derzeit werden SPR-Messungen durchgeführt, um die Ergebnisse zu validieren und die Bindung der dimeren Foldamere an DR5 zu bestätigen.

Die Projektergebnisse haben die Verwendbarkeit von On-Bead-Bibliotheken von Hybrid-Foldameren auf ausgewählte, vielversprechende Verbindungen demonstriert und einzelne Beads mit hoher DR-Affinität produziert. Dies wird nicht nur Forschungsinvestitionen in Foldamere als Arzneimitteltargets anziehen, sondern auch Anwendungen bei anderen Krankheiten als Krebs finden.

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